專利名稱：一種去除飲用水中苯并芘的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飲用水深度凈化領(lǐng)域，特別涉及采用活性白土類吸附劑凈化方法。
背景技術(shù)：
飲用水中的有機(jī)污染物來(lái)源主要有三種一是工業(yè)廢水排放的有機(jī)污染物，主要是化工、石油化工等企業(yè)排放的有機(jī)污染物；二是城市生活污水排放的有機(jī)污染物；三是地表徑流帶來(lái)的面源污染，主要是農(nóng)藥、化肥、大氣降水?dāng)y帶的有機(jī)污染物。而苯并芘是一種強(qiáng)制癌性的持久性的有機(jī)污染物(persistent organicpollutants, POPs),如HNJ飲用水源中含有25種POPs有機(jī)污染物，其中苯并芘達(dá)0. 024ug/L ；經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的化學(xué)絮凝沉淀處理生產(chǎn)的自來(lái)水中苯并芘的含量為0. 022ug/L，經(jīng)傳統(tǒng)方法處理后達(dá)不到飲用水中苯并芘致癌風(fēng)險(xiǎn)最低閥值(0. 0029ug/L)o目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)飲用水中苯并芘的處理技術(shù)研究相對(duì)較少，研究范圍也比較窄，工程應(yīng)用上普遍采用的是生物活性炭法和光催化氧化法?；钚蕴课椒ㄓ捎诨钚蕴课⒖卓紫缎?，限制了對(duì)大分子物質(zhì)的吸附，不易適用于去除飲用水中的苯并芘。光催化氧化法對(duì)水中有很強(qiáng)的氧化能力，但由于處理費(fèi)用高，設(shè)備復(fù)雜，若將工業(yè)生產(chǎn)用水都理到符合飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，在經(jīng)濟(jì)上難以接受，所以光學(xué)催化氧化法在近期內(nèi)只可能用于中、小型凈水器。為克服上述不足，本發(fā)明提供了一種經(jīng)濟(jì)有效且無(wú)副作用的去除飲用水中苯并芘的方法，對(duì)于飲用水源污染日益嚴(yán)重，傳統(tǒng)凈水工藝難以滿足要求的今天有著重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的粉末活性炭處理工藝復(fù)雜、粉末活性炭吸附速度較慢和不容易脫附等缺點(diǎn)，提出一種吸附、脫附速度快，苯并芘去除率高的去除飲用水中苯并芘的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟
(1)預(yù)處理將自來(lái)水或水源進(jìn)行砂濾，去除水中懸浮物；
(2)吸附自來(lái)水或水源中微量苯并芘在溫度為46 55°C和流速為320 350EV/h條件下，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的水流裝填有活性白土纖維的吸附柱，得到凈化飲用水，其中EV表示活性白土纖維吸附填充床體積；
(3)熱脫附在熱脫附期間以23 30EV/min的速度通空氣，先由室溫以10 15°C/min 的升溫速度升至112°C，保溫160 200min，再以10 15°C /min的升溫速度升至460 520°C，保溫130min，自然冷卻至室溫。所述的預(yù)處理，采用聚丙烯酸進(jìn)行砂濾去除水中的懸浮物。所述的活性白土纖維是取質(zhì)量百分比為50% 70%的白土纖維、10% 20%的聚四氟乙烯、5% 13%的水滑石、2% 6%的石棉，混合攪拌均勻之后，在300 500V燒結(jié)成型，再在800 900°C進(jìn)行活化處理制備得到的。其中所述的聚四氟乙烯的分子量是300萬(wàn) 800萬(wàn)，所述的水滑石粉，其目數(shù)為 80 110目。
所述的活性白土纖維對(duì)水中微量苯并芘的吸附量為2100 3200ug苯并芘/g。所述的步驟(2)中水的溫度為2 30°C，流速為10 350EV/h。所述的步驟(3)通空氣氣量為23 30EV/min，先由室溫以10 15°C /min的升溫速度升至112°C，保溫160 200min ；再以10 15°C /min的升溫速度升至160 520°C， 保溫 130min。本發(fā)明的有益效果為
(1)操作簡(jiǎn)便，因?yàn)椴捎玫氖腔钚园淄晾w維，后續(xù)處理簡(jiǎn)單，不需要象粉末活性炭經(jīng)過(guò)后續(xù)的分離和炭渣處理；
(2)微量苯并芘的去除率接近100%，由于使用了活性白土纖維作為吸附劑，而活性白土纖維具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，具有優(yōu)良的吸附性能；特別是對(duì)低濃度的吸附能力特別優(yōu)良，即使對(duì)痕量級(jí)吸附質(zhì)仍保持很高的吸附率，經(jīng)過(guò)本發(fā)明的方法處理中苯并芘的吸附率可以達(dá)到99. 9%以上；
(3)經(jīng)熱脫附后，吸附劑可再生使用；
(4)減小吸附劑的用量和吸附塔的體積。本發(fā)明由于采用活性白土纖維作為吸附劑，活性白土纖維的吸附容量比顆粒活性白土大，而且活性白土纖維的吸附劑和脫附速度比顆?；钚园淄量鞄妆兜绞畮妆叮@樣也就在達(dá)到相同效果、處理相同多水量的情況下，使用本發(fā)明可以大大減小吸附劑的用量，減小了吸附塔的體積。
具體實(shí)施例方式一種去除飲用水中苯并芘的方法，包括如下步驟
(1)預(yù)處理將自來(lái)水或水源進(jìn)行砂濾，去除水中懸浮物；
(2)吸附自來(lái)水或水源中微量苯并芘在溫度為46 55°C和流速為320 350EV/h條件下，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的水流裝填有活性白土纖維的吸附柱，得到凈化飲用水，其中EV表示活性白土纖維吸附填充床體積；
(3)熱脫附在熱脫附期間以23 30EV/min的速度通空氣，先由室溫以10 15°C/min 的升溫速度升至112°C，保溫160 200min，再以10 15°C /min的升溫速度升至460 520°C，保溫130min，自然冷卻至室溫。所述的預(yù)處理，采用聚丙烯酸進(jìn)行砂濾去除水中的懸浮物。所述的活性白土纖維是取質(zhì)量百分比為50 % 70 %的白土纖維、10 % 20 %的聚四氟乙烯、5% 13%的水滑石、2% 6%的石棉，混合攪拌均勻之后，在300 500V燒結(jié)成型，再在800 900°C進(jìn)行活化處理制備得到的。其中所述的聚四氟乙烯的分子量是300萬(wàn) 800萬(wàn)，所述的水滑石粉，其目數(shù)為 80 110目。所述的活性白土纖維對(duì)水中微量苯并芘的吸附量為2100 3200ug苯并芘/g。所述的步驟(2)中水的溫度為2 30°C，流速為10 350EV/h。所述的步驟(3)通空氣氣量為23 30EV/min，先由室溫以10 15°C /min的升溫速度升至112°C，保溫160 200min ；再以10 15°C /min的升溫速度升至160 520°C， 保溫 130min。實(shí)例1將含500ug/L苯并芘的自來(lái)水先通過(guò)聚丙烯酸砂濾掉懸浮物后得到清澈的自來(lái)水，在溫度為47°C和流速為320EV/h條件下，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的自來(lái)水裝填有活性白土纖維的吸附柱中，活性白土纖維裝填體積為11. 5cm3，得到凈化飲用水；在熱脫附期間以25EV/min的速度通空氣，先由室溫以irC /min的升溫速度升至112°C，保溫180min ；再以12°C /min的升溫速度升至450°C，保溫130min，冷至室溫，出水苯并芘的濃度為0. 001ug/L,苯并芘的去除率為 99. 99%。實(shí)例2
將含lOOug/L苯并芘的自來(lái)水先通過(guò)聚丙烯酸砂濾掉懸浮物后得到清澈的自來(lái)水，在溫度為50°C和流速為330EV/h條件下，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的自來(lái)水裝填有活性白土纖維的吸附柱中，活性白土纖維裝填體積為13. 5cm3，得到凈化飲用水；在熱脫附期間以25EV/min的速度通空氣，先由室溫以13°C /min的升溫速度升至112°C，保溫175min ；再以12°C /min 的升溫速度升至480°C，保溫130min，冷至室溫，出水未檢測(cè)出苯并芘，苯并芘的去除率為 99. 99%。實(shí)例3
將含600ug/L苯并芘的自來(lái)水先通過(guò)聚丙烯酸砂濾掉懸浮物后得到清澈的自來(lái)水，在溫度為48°C和流速為330EV/h條件下，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的自來(lái)水裝填有活性白土纖維的吸附柱中，活性白土纖維裝填體積為17. 5cm3，得到凈化飲用水；在熱脫附期間以45EV/min的速度通空氣，先由室溫以12°C /min的升溫速度升至112°C，保溫45min ；再以12°C /min的升溫速度升至490°C，保溫75min，冷至室溫，出水苯并芘的濃度為0. 0015ug/L，苯并芘的去除率為 99. 98%。實(shí)例 4
將含50ug/L苯并芘的自來(lái)水先通過(guò)聚丙烯酸砂濾掉懸浮物后得到清澈的自來(lái)水，在溫度為52°C和流速為335EV/h條件下，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的自來(lái)水裝填有活性白土纖維的吸附柱中，活性白土纖維裝填體積為9. 5cm3，得到凈化飲用水；在熱脫附期間以^EV/min的速度通空氣，先由室溫以14°C /min的升溫速度升至112°C，保溫45min ；再以14°C /min的升溫速度升至510°C，保溫130min，冷至室溫，出水未檢測(cè)出苯并芘。
權(quán)利要求
1.一種去除飲用水中苯并芘的方法，其特征在于包括如下步驟(1)預(yù)處理將自來(lái)水或水源進(jìn)行砂濾，去除水中懸浮物；(2)吸附自來(lái)水或水源中微量苯并芘在溫度為46 55°C和流速為320 350EV/h條件下，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的水流裝填有活性白土纖維的吸附柱，得到凈化飲用水，其中EV表示活性白土纖維吸附填充床體積；(3)熱脫附在熱脫附期間以23 30EV/min的速度通空氣，先由室溫以10 15°C/min 的升溫速度升至112°C，保溫160 200min，再以10 15°C /min的升溫速度升至460 520°C，保溫130min，自然冷卻至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除飲用水中苯并芘的方法，其特征在于步驟(2)中所述的活性白土纖維是取質(zhì)量百分比為50% 70%的白土纖維、10% 20%的聚四氟乙烯、 5 % 13 %的水滑石.2^-6%的石棉，混合攪拌均勻之后，在300 500°C燒結(jié)成型，再在 800 900°C進(jìn)行活化處理制備得到的。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種去除飲用水中苯并芘的方法，該方法步驟如下(1)預(yù)處理將自來(lái)水或水源進(jìn)行砂濾，去除水中懸浮物；(2)吸附自來(lái)水或水源中微量苯并芘在溫度為46～55℃和流速為320～350EV/h條件下，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的水流裝填有活性白土纖維的吸附柱，得到凈化飲用水，其中EV表示活性白土纖維吸附填充床體積；(3)熱脫附在熱脫附期間以23～30EV/min的速度通空氣，先由室溫以10～15℃/min的升溫速度升至112℃，保溫160～200min，再以10～15℃/min的升溫速度升至460～520℃，保溫130min，自然冷卻至室溫。該發(fā)明方法最顯著的特點(diǎn)是可將含微量苯并芘的飲用水經(jīng)一次性處理后，能實(shí)現(xiàn)苯并芘的“零排放”，采用熱脫附實(shí)現(xiàn)活性白土纖維的再生，能進(jìn)行下一批次的吸附，且具有操作簡(jiǎn)單，處理性能穩(wěn)定高效，運(yùn)行費(fèi)用低廉等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F1/58GK102464373SQ20111031935
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者雷思宇, 雷春生, 龍海燕 申請(qǐng)人:常州亞環(huán)環(huán)保科技有限公司